分子靶向藥物酪氨酸激酶抑制劑的心臟毒性研究進展

蓋仁華 趙玉勤 平 麗 吳洪海 何俏軍

1.浙江大學藥物安全評價研究中心，浙江杭州 310058；2.浙江海洋學院，浙江舟山 316000

腫瘤靶向治療是在分子生物學基礎上，以腫瘤細胞相關的特異性分子作為作用靶點，利用靶向分子的特異性抑制劑進行抗腫瘤治療的手段。酪氨酸激酶抑制劑靶向治療的特點在于能夠選擇性地作用于靶向腫瘤細胞，但對正常組織損傷較低，從而達到理想的治療目標。隨著酪氨酸激酶抑制劑在臨床使用逐漸增加，但是其心血管毒性表現較明顯，而且毒性機制多與藥物的作用靶點密切相關，因此酪氨酸激酶抑制劑的心血管毒性作用機制也值得深入研究。

1 酪氨酸激酶抑制劑的心臟毒性

近年來，越來越多的文獻報道，酪氨酸激酶抑制劑與心血管毒性密切相關，有些患者會導致出現無癥狀的左室功能不全，而另外某些患者則有癥狀的充血性心力衰竭（congestive heart failure，CHF）[1]。 除個別藥物外，靶向藥物的心臟毒性的發生率還不是很明確，臨床研究中一般不包含心臟事件的研究終點。部分患者僅出現無癥狀的左室功能不全或輕到中度的CHF[2]，心臟毒性的發現主要依靠病史和體格檢查，通常是不準確的。對于腫瘤患者來說診斷CHF也可能有些困難，除左室功能不全外，一些其他原因也可導致呼吸困難、乏力和水腫，這些癥狀對于CHF的診斷卻是關鍵性依據。雖然有報道在臨床試驗中心衰的發生率，但這些研究通常將有合并癥，特別是心血管疾病的患者排除在統計之外，因此發生率可能會較低[3]。

首先發現存在心臟毒性的酪氨酸激酶抑制劑是Imatinib，Imatinib在治療中可導致心力衰竭[4]，目前正在使用的Sunitinib，dasatinib，Sorafenib和bevacizumab均報道有心臟毒性。心臟毒性不是酪氨酸激酶抑制劑藥物的普遍效應，每個藥物的心臟毒性需要具體確定。

2 ABL激酶抑制劑的心臟毒性

Imatinib、nilotinib和 dasatinib是小分子激酶抑制劑，作用于ABL激酶，臨床上主要用于治療胃腸道間質瘤（GIST）和慢性髓性細胞白血病（CML）。Nilotinib和Imatinib結合于ABL激酶區域中無活性結構，但對BCR-ABL的抑制能力nilotinib是Imatinib的20倍。除了ABL、nilotinib是Imatinib均可抑制ARG和KIT。

2.1 ABL激酶抑制劑的心臟毒性

在Imatinib的療程中，部分患者會出現CHF，提示Imatinib可能與心臟毒性相關。通過電子顯微鏡，對患者心臟活體樣本進行檢測，發現細胞線粒體存在非特異性改變，偶見胞質中空泡含有細胞膜碎片，部分細胞膜碎片體積巨大。

研究結果顯示，Imatinib會導致培養的心肌細胞出現明顯的線粒體功能異常，常見有細胞色素C釋放，膜電位下降，及明顯的能量代謝障礙。形態學上出現細胞膜完整性缺失，細胞質空泡化，以及少量的Caspase3激活。Imatinib處理的小鼠心肌細胞的線粒體也存在異常，表現為高水平的鈣誘導的線粒體通透性轉運孔（mitochondrial permeability transition pore，MPTP）開放。心肌細胞的收縮需要大量的ATP，如果能量代謝出現障礙，體內儲存的ATP僅能夠維持數秒，這將導致心肌細胞對能量的產生非常敏感[5]。相反，由于成纖維細胞不具備收縮功能，Imatinib則不能誘導其死亡。如能量儲存不充分，細胞通常發生壞死性死亡[6]。

為探索Imatinib的心臟毒性是否是抑制了其酪氨酸激酶靶點中的某一個，或是一個非特異性過程，研究人員發現心肌細胞表達Imatinib耐藥突變ABL T315I，能夠部分降低其心臟毒性。ABL可以根據細胞類型，激活水平和刺激強度來調節細胞的存亡。例如，ABL可增加氧化應激反應，誘導成纖維細胞的死亡，但對成骨細胞卻是有保護性的[7]。此外，敲除ARG或ABL對所有細胞氧化應激損傷均有保護作用，但同時敲除ARG和ABL則會誘導細胞死亡[8]。氧化應激反應可作用于心肌細胞，但心肌細胞也可利用ABL來抵抗自身氧化應激損傷。目前，為了深入地理解Imatinib毒性反應的機制，需先明確ABL誘導生存信號的調節靶點。

Dasatinib是一種以ABL為靶點的新型酪氨酸激酶抑制劑藥物，在使用6個月的患者當中，4%會出現CHF和左室功能不全[9]；心功能不全在口服ABL激酶抑制劑的患者中的發生率較低，但與小鼠中心肌細胞超微結構的改變，收縮功能下降，以及心肌細胞消失狀況有顯著的不同。可能由于心肌細胞的ABL信號存在著種屬差異及人類患者的異質性，直接導致心肌對Imatinib不同反應。

2.2 ABL激酶抑制劑的心臟毒性機制

Imatinib所致的心臟毒性主要原因是線粒體功能的異常，也可能是由內質網（endoplasmic reticulum，ER）應激反應誘導的。心肌細胞經過Imatinib處理后，具有較高的PERK底物（eukaryotic translation initiation factor 2α，EIF2α）磷酸化水平，從而引起保護性反應，停止翻譯的一般蛋白，但可上調分子伴侶。Salubrinal能夠抑制EIF2α的去磷酸化，以減輕Imatinib誘導的線粒體功能不全，提示未折疊蛋白反應可能參與了Imatinib的心臟毒性。除此之外，長時間的ER應激也可通過激活IRE1信號通路，造成JNK的聚集[10]，且JNK的選擇性抑制劑可抑制Imatinib誘導的細胞死亡。Imatinib也會誘導PKCδ表達水平明顯增加，具有誘導心肌細胞凋亡的作用[11]。非選擇的PKC小分子抑制劑和PKCδ的肽類抑制劑均能夠降低Imatinib誘導的心肌細胞凋亡。但由于PKCδ表達明顯較高，所以其可能在Imatinib誘導的輕度心臟毒性中發揮一定作用。

3 多激酶抑制劑：Sorafenib和Sunitinib

多種腫瘤的成長、轉移主要依賴于新生血管的形成，腫瘤細胞的生存和增殖也需要激酶的作用，PDGFR和VEGFR在腫瘤新生血管的形成過程中具有重要的作用。理論上，一種能夠抑制血管形成和單個或多個激酶的活性的藥物，可能產生較廣的抗腫瘤活性，因而開發了Sorafenib和Sunitinib。

3.1 Sunitinib

Sunitinib是具有抗腫瘤活性的口服TKI藥物，能抑制PDGFRα/β、VEGFR1-3、FLT3、KIT、CSF1R 和 RET 等受體酪氨酸激酶，也是第一個多靶點受體激酶抑制劑[12]。從腫瘤治療角度講，與單一靶點的靶向藥物相比，多激酶抑制劑具有更大的心臟毒性風險。

Sunitinib的處方信息提示，11%的患者出現LVEF功能下降，低于正常值下限50%[12]。根據Sunitinib導致左室功能異常的試驗結果[2]，Sunitinib對晚期GIST治療8周的試驗中，LVEF未見明顯改變。另一個晚期腎癌的6個月臨床治療試驗中，Sunitinib治療后出現LVEF功能下降的患者約占11%，但未見明顯的后遺癥[2]。

Sunitinib的靶點中只有PDGF受體在心肌細胞中表達，PDGF的過表達會調節心肌細胞活性，但PDGF及其受體沒有該作用。Sunitinib的靶外作用會引發顯著的心臟毒性。通過心臟激酶相互作用譜的篩查，發現了包括RSK家族在內的幾個靶點。通過抑制前凋亡因子BAD磷酸化來釋放生存信號及AMPK信號，據相關研究證明其在心臟中可轉導生存信號[13]。分析顯示，臨床濃度下，Sunitinib能夠對AMPK和RSK的活性產生抑制作用。

3.2 Sorafenib

Sorafenib是第2個多激酶抑制劑，能夠引發急性冠脈綜合征，包括心肌梗死。除了可以抑制幾個生長因子受體外，也可抑制RAF1和BRAF。Raf家族激酶是MAPK激酶的激酶，在ERK調節的凋亡通路中發揮重要作用[14]。RAF1可抑制前凋亡激酶ASK1和MST2，兩者在氧化應激誘導的損傷中具有非常關鍵作用[15]。然而，該兩種作用均不需要RAF1激酶活性，且兩者均由抑制性的蛋白相互作用調節。例如，MST2與RAF1結合，可以防止激酶的異二聚化及激活，且使MST2失活的磷酸化酶聚集[16]。

VEGF-VEGFR信號通路的特異性抑制是值得關注的，特別是接受Sunitinib或Sorafenib治療但高血壓又未得到改善的患者。對轉入偽裝VEGF受體的腺病毒載體的研究發現，心臟受到壓力應激時，抑制VEGF-VEGFR信號通路，明顯的收縮功能下降，且與毛細血管密度顯著下降、心力衰竭和纖維化相關[17]。該結果顯示，正常血管反應是心肌細胞維持正常的反應所必需的，正常的血管反應未出現，心臟會快速地從代償性肥大轉變為心力衰竭。

4 結語

近年來，已經批準多種酪氨酸激酶抑制劑藥物應用于臨床，且治療效果較理想。但是，臨床上，關于酪氨酸激酶抑制劑心臟毒性的資料較少，僅根據小鼠和細胞中TKI的研究轉化為臨床應用還比較困難。小鼠模型遺傳上是純合的，但臨床患者遺傳變異性更大，導致毒性變異程度更大。其次，因酪氨酸激酶抑制劑不僅抑制其治療靶點，其許多靶外的通路也會受到明顯影響，因此應盡力關注酪氨酸激酶抑制劑的心臟毒性。最后，因為心肌能量依賴巨大，能量缺乏和線粒體功能異常也是導致心臟毒性的常見問題。以上問題都有待于深入研究。

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